Chuyên đề Hạ tầng kỹ thuật đô thị

Chuyên đề 4: HẠ TẦNG KỸ THUẬT ĐÔ THỊ Chuyên đề 4.1: THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC VÀ QUY HOẠCH MẶT ĐỨNG ĐƯỜNG PHỐ Bài 4.1.1: Thiết kế quy hoạch thoát nước Chức năng hệ thống thoát nước đô thị  Thu thoát nước nhanh nước trên phạm vi đường phố giữa hai chỉ giới đỏ và các nguồn xung quanh nằm ngoài chỉ giới đỏ đổ vào, không để xảy ra hiện tượng úng ngập.  Dẫn nước ra khỏi đường, bằng hệ thống đường cống để đưa nước ra nơi thu nước của hệ thống thoát nước toàn đô thị. Chức năng hệ thống thoát nước đô thị  Các loại nước sạch không qua xử lý (trước khi thoát ra tự nhiên):  Nước mưa trong các khu chức năng, khu nhà ở, khu công trình công cộng (y tế, giáo dục, thể thao...), thoát nước khu công sở, khu công nghiệp, khu quốc phòng, quân sự, khu du lịch, nghỉ mát...  Nước mưa cho đường phố và hạ tầng giao thông.  Các loại nước tưới cây, nước rửa đường, rửa xe, nước sạch trong sản xuất.  Nước bẩn cần xử lý:  Thoát nước thải sinh hoạt. Thoát nước thải công nghiệp. Phân loại hệ thống thoát nước  Phân theo loại nước cần thoát, gồm: a. Hệ thống thoát nước chung: Tất cả các loại nước được gom lại, chảy chung trong đường ống cống, sau đó dẫn ra nơi xử lý (trạm xử lý) rồi thoát ra song hồ.  Ưu điểm: Cấu tạo nối ghép đơn giản, giá thành xây dựng thấp, thuận lợi cho việc bố trí đi ngầm. S« ng Tr¹m xö lý §-êng èng chÝnh §-êng èng nh¸nh  Nhược điểm: Đường cống lớn, khối lượng nước xử lý lớn (do lượng nước xả nhiều), chế độ thuỷ lực không tốt. Phân loại hệ thống thoát nước  Phân theo loại nước cần thoát, gồm: b. Hệ thống thoát nước riêng: Các loại đường ống khác nhau đi theo đường khác nhau. Nước sạch đi riêng một đường ra cửa xả, sông, hồ, ao... Hệ thống nước bẩn (có thể đi chung đến trạm xử lý hoặc đi đến trạm xử lý riêng) sau đó ra sông, hồ, ao... S« ng Tr¹m xö lý Tho¸t n-íc th¶i Tho¸t n-ícm-a  Ưu điểm: Khối lượng nước cần xử lý nhỏ, chế độ thuỷ lực hợp lý.  Nhược điểm: Hệ thống đường ống phức tạp (mạng lưới chằng chịt), giá thành xây dựng cao.  Các phương pháp xử lý có thể là cơ học (lắng đọng ) đơn giản nhất, hoặc các biện pháp hoá, sinh khác.. Phân loại hệ thống thoát nước  Phân theo loại nước cần thoát, gồm: a. Hệ thống thoát nước nửa riêng: Các loại đường ống khác nhau cũng được thiết kế riêng, nhưng có hệ thống đặc biệt (4) có cấu tạo sao cho lưu lượng nước trong ống thoát nước mưa không nhiều.  Khi mưa nhỏ hoặc giai đoạn đầu của cơn mưa thì nước chảy theo đường ống chính đến trạm xử lý cùng với nước bẩn. Khi lượng nước trong hệ thống thoát nước mưa lớn, nước sạch tràn qua “bộ phận tràn” để xả trực tiếp vào song hồ mà không qua công trình làm sạch.  Ưu điểm: Như hệ thống thoát nước riêng, giảm kích thước các công trình làm sạch, tiết diện đường ống chính.  Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, giá thành cao. Phân loại hệ thống thoát nước  Phân theo loại nước cần thoát, gồm: a. Hệ thống thoát nước chung b. Hệ thống thoát nước riêng c. Hệ thống thoát nước nửa riêng Áp dụng:  Đối với khu đô thị mới: nên sử dụng hệ thống thoát nước riêng.  Đối với khu đô thị nhỏ: có thể sử dụng hệ thống thoát nước chung.  Hệ thống thoát nước nửa riêng chỉ áp dụng cục bộ, phù hợp với điều kiện cụ thể vì hệ thống khá phức tạp mà khối lượng xử lý cũng như xây dựng không giảm nhiều. Phân loại hệ thống thoát nước  Phân theo vị trí của đường cống chính  Đường cống chính: : là đường cống có kích thước lớn, có khả năng thoát nước từ các lưu vực lớn sau đó đưa ra các trạm xử lý hoặc sông, ao, hồ... Loại này thường bố trí ở hai bên các đường phố chính đô thị và đại lộ.  Đường cống phụ: là đường ống có kích thước vừa phải, gom nước từ các khu chức năng để nối với hệ thống đường cống chính. Loại này thường bố trí theo các đường phố khu vực.  Đường cống nhánh: là đường cống có kích thước nhở, đưa nước từ các hố tụ, giếng thu nước ra đường cống phụ, đường ống chính. Phân loại hệ thống thoát nước  Phân theo vị trí của đường cống chính: có các dạng đường cống chính sau:  Dạng vuông góc với dòng chảy, nơi tập trung nước - Áp dụng ở địa hình dốc về phía sông (nước tự chảy)  Dạng song song với sông: - Áp dụng ở nơi có địa hình nghiêng cùng với chiều dốc của sông.  Hệ thống thoát nước mưa hình nan quạt - Áp dụng khi địa hình có hướng dốc tập trung về một phía  Hệ thống thoát nước dạng phân tán: Phân lưu vực thành nhiều vùng nhỏ , mỗi vùng thoát theo các mạng lưới đường ống riêng biệt với nhau.  Hệ thống thoát nước tuỳ theo địa hình từng vùng Phân loại hệ thống thoát nước  Phân theo đặc điểm cấu tạo, gồm: a. Hệ thống thoát nước dạng hở: Đường dẫn nước đi lộ thiên, không được che đậy.  Đặc điểm: thoát nước nhanh, dễ duy tu, sửa chữa, bảo dưỡng, giá thành thấp nhưng mất vệ sinh, mỹ quan kém, kém an toàn cho người và phương tiện tham gia giao thông.  Các công trình thuộc loại hở như: kênh, mương, máng, rãnh xây, rãnh đất....  Áp dụng ở những khu dân cư thưa, mức độ đô thị hoá chưa cao, xa trung tâm thành phố, làm ở giai đoạn đầu của quá trình phân kỳ đầu tư. Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị  Bao gồm các công trình, cấu tạo của đường, hệ thống phục vụ cho mục đích thoát nước đô thị.  Hệ thống thoát nước đô thị đầy đủ được quy hoạch thiết kế vận hành theo trật tự chức năng: rãnh => giếng thu => đường cống nhánh => đường cống phụ => đường cống chính => (trạm xử lý) = cửa xả. Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (1)Độ dốc ngang: tùy thuộc vào vật liệu mặt đường  Trong trường hợp độ dốc ngang không đảm bảo thoát nhanh, thoát hết thì cần phải thay đổi độ dốc ngang trên từng mặt cắt.  Độ dốc ngang tại các đoạn cong:  Tại các vị trí giao nhau: thiết kế độ dốc ngang theo quy hoạch mặt đứng. Chọn siêu cao và hướng dốc phải tuỳ thuộc vào hướng đi của xe. Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (1)Độ dốc ngang: Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (2) Dốc dọc và rãnh biên  Dốc dọc: (liên quan đến thoát nước)  Chọn độ dốc nhỏ nhất tương tự như đường ôtô, và theo các nguyên tắc đã đề cập trong phần thiết kế trắc dọc.  Dốc dọc nhỏ nhất imin: cần chọn độ dốc theo yêu cầu thoát nước, trong trường hợp khó khăn có thể chọn dốc dọc 0.3% hoặc id=0 lúc đó thiết kế rãnh biên dạng răng cưa hoặc kết hợp với thay đổi độ dốc mặt cắt ngang, lấy dốc ngang mặt đường imax- tuỳ theo vật liệu (đảm bảo độ nhám).  Hướng dốc phải phù hợp với hướng đến các công trình thu nước, phù hợp với quy hoạch thoát nước. Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (2) Dốc dọc và rãnh biên  Rãnh biên (rãnh doc):  Dùng để thoát nước từ mặt đường, hè đường, các bộ phận của đường trong chỉ giới đỏ,  Thường bố trí dọc theo lề đường sát bó vỉa, có thể bố trí một bên hoặc hai bên đường, độ sâu khoảng 15- 20cm so với mặt vỉa hè. i Cấu tạo rãnh biên, bó vỉa i 1 1 i i 2 i 2 i 2 HÌ ®-êng §¸y r·nh biªn L = Kho¶ng c¸ch c¸c r·nh biªn X1 X2 GiÕng thu GiÕng thu Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (2) Dốc dọc và rãnh biên  Rãnh biên (rãnh doc):  Thông thường, rãnh biên thường có độ dốc dọc thiết kế cùng với độ dốc của đường (bó vỉa),  Trong trường hợp độ dốc nhỏ phải cấu tạo độ dốc đủ để không lắng đọng bùn cát (không nhỏ hơn 0.3%), hoặc thiết kế rãnh răng cưa để tạo độ dốc thoát nước. Thay đổi độ dốc dọc rãnh biên Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (3) Giếng thu  Chức năng:  Tập hợp (thu) nước từ rãnh chảy về rồi chuyển vào hệ thống đường cống thoát nước thông qua đường cống nhánh. Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (3) Giếng thu  Bố trí:  Bố trí dọc rãnh biên và đường phố.  Bố trí tại nơi giao nhau đảm bảo nước không tập trung vào khu vực quảng trường của nút, giữ cho lối đi của bộ hành được khô ráo. Bố trí trước đoạn vào nút, trước lối đi của bộ hành.  Bố trí tại các chỗ trũng trong mạng lưới thoát nước khu dân cư trước khi tập trung nước về rãnh, ống thoát nước.  Khoảng cách bố trí của các giếng thu nói chung được xác định theo tính toán phụ thuộc vào độ dốc dọc đường phố và chiều rộng mặt đường cần thoát nước. Các giá trị cụ thể tham khảo TCXDVN 104 – 2007. Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (3) Giếng thu  Bố trí: Bố trí giếng thu ở ngã ba, ngã tư đường phố Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (3) Giếng thu  Cấu tạo:  Vật liệu: bêtông xi măng, gạch xây, thường có nắp đậy.  Giếng thu dạng hình tròn, chữ nhật, hình vuông.  Kích thước đủ để thu, thoát, và cấu tạo đường cống đấu nối. Thường d= 0.7 đối với loại tròn, dạng chữ nhật 0.6x0.9m  Có thể làm giếng thu dạng hàm ếch.  Khả năng thu nước  Khoảng 20l/s ứng với diện tích 500–700 m2. Tham khảo tính toán trong các tài liệu. Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (4) Giếng thăm  Mục đích và phạm vi sử dụng: Giếng thăm để theo dõi chế độ nước chảy, bảo dưỡng vệ sinh đường cống, đấu nối đường cống. - Bố trí giếng thăm tại:  Những nơi các đường ống gặp nhau.  Tại các vị trí thay đổi hướng dòng chảy, thay đổi độ dốc, thay đổi đường kính.  Trên một đoạn cống dài cần bố trí giếng thăm để kiểm tra. Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (4) Giếng thăm  Cấu tạo:  Phải bố trí thang lên xuống (dạng chữ U).  Kích thước của giếng thăm phụ thuộc vào kích thước của các đường ống dẫn về, số lượng ống dẫn về.  Cấu tạo gồm có cửa giếng, nắp đậy, đáy giếng.. d D Thang lªn xuèng N¾p giÕng Hè l¾ng cÆn Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (5) Giếng chuyển bậc  Phạm vi sử dụng: Khi các đường ống gặp nhau có độ chênh cao lớn để đảm bảo tốc độ của nước chảy trong giếng không quá lớn làm giếng tiêu năng (giếng chuyển bậc). Cấu tạo giếng chuyển bậc Các công trình cấu thành hệ thống thoát nước đô thị (6) Trạm bơm thoát nước mưa  Trạm bơm thoát nước mưa được thiết kế khi đáy cống có cao độ thấp hơn mực nước trên sông, hồ.  Số lượng máy bơm tùy thuộc vào công suất và lưu lượng cần thoát. (7) Cửa xả nước mưa  Là đầu ra của cống, nước thoát ra sông, suối, hồ ao.  Cao độ cửa xả liên quan đến chế độ chảy của đường cống. Bài 4.1.2: Thiết kế quy hoạch mặt đứng đường phố